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锅炉积灰相关知识

锅炉运行过程中,燃料燃烧后会产生大量的灰份。该灰份一部分留在炉膛中,以排渣的形式排出,另一部分和高温气流一起进入尾部烟道。当带灰烟气流流经尾部烟道的各个换热面时,部分灰粒会沉积到受热面上形成积灰。

为什么锅炉换热面要进行除灰?

  对锅炉内部的换热面而言,积灰最直接的危害表现在降低换热效率,因为灰的导热系数小,因此在对流换热面上一旦积灰,将会使得受热面的热阻增加,传热恶化。降低锅炉效率。

  简单的来说,就是积灰会使热量无法高效的由烟气传给蒸汽,导致蒸汽温度上不去(表现为主汽温度偏低,影响汽轮机正常安全生产),烟气温度降不下来(表现为排烟温度过高,增加排烟损失,同时还会影响到后面受热面的运行安全)。其次对于,对于通道面较小的对流受热面,积灰会使流道减小,增加流阻,导致引风机出力不足,锅炉出力降低。

  总的来说,锅炉积灰对于锅炉运行是有害的,并不是只有主汽温度偏低或排烟温度过高的锅炉才需要除灰。良好的除灰效果一定可以提高换热效率,从而在同等条件下一定程度的提高主汽温度,降低排烟温度,其收益要远大于除灰器的投入,但并不是确保锅炉正常工作的万灵丹。

什么叫除灰?

  除灰一般指的是锅炉内部因燃烧堆积在换热管表面、锅炉内壁等上的积灰清除;其目的通常是为了节能。声波除灰、传统的蒸汽吹灰等都是指的这个方面。

锅炉积灰有何特点?灰分有那些分类?

  锅炉积灰结渣是指燃料燃烧时所产生的大量微小灰粒在随烟气流向出口的过程中,由于灰粒子的表面张力、粒子之间及其与炉内管壁之间的粘滞力、分子附着力、静电吸引力及化学亲和力等多方面的作用,在锅炉的炉膛及烟道各部位的换热面上的积聚。造成锅炉积灰结渣的原因非常复杂,燃料的成分及其物理化学性能、锅炉负荷及燃料工况、锅炉喷燃装置及其它辅机的结构与工作原理、锅炉流场及换热设计等,都会对锅炉的积灰情况产生影响。具体来说,锅炉的积灰主要有如下的几种情况。

  1、结渣:主要发生在炉膛的辐射管、凝渣管、过热器前部等高温对流受热面上。在这些部位,温度很高,飞灰呈熔融状的粘性颗粒.在随烟气流动的过程中遇到温度低于烟气的受热面时.迅速冷却,黏结在管壁上,并随着离开管壁的温度梯度的变化,形成有层次的不断增厚的焦渣,直至某一部位的黏结强度不堪其自身的重量而自行坠落。

  2、高温粘结灰:主要发生在烟温较高区域的炉膛和高温对流受热面上。特别是在燃用多升华物质燃料(例如重油)的锅炉中.燃料中含有的钠、钾、硅、钙、钒、磷等金属元素分子在燃烧中升华,一旦遇到温度较低的受热面管壁,就将发生冷凝,然后和烟气中的S0₃等氧化物化合,形成各种熔融状的粘性盐类物质,并进而捕捉大量飞灰。

  3、低温粘结灰:一般发生在空气预热器及其以后的冷段。是由于灰粉粒子中的大量碳粒子吸附了烟气中的硫酸根、亚硫酸根及水,形成粘性很强的含有硫酸的碳粒子,井沉积或冷凝在受热器表面上,然后和烟气中的其它灰分粒子发生反应,形成以硫酸钙为基质的硬结水泥状焦渣;还可能与受热面作用,生成牢固的硫酸亚铁等腐蚀性物质。

  4、疏松积灰:在对流段、空气预热器、省煤器、除尘器等烟道各部位均有沉积,在炉内的积灰中占有的比例最大,约60%以上。主要是粒度小于30μm的飞灰粒子所产生的物理沉积,呈干松状,粘结力很小,易于清除,但是热阻很大,对锅炉的热效率影响也很明显。

  锅炉积灰结渣所带来的最直接的问题是锅炉的换热效率下降。由于锅炉受热面上的积灰和灰渣层的导热系数比金属管壁低400~1000倍,所以锅炉的积灰将严重影响受热面内外的热量传导。根据美国国家际准局的数据报道,锅炉烟气侧积灰的厚度与传热损失的关系可以表示成图1的形式。锅炉的换热效率下降的结果是烟气温度上升,从而导致更严重的高温积灰和大面积的结焦,迫使锅炉负荷下降,并最终导致停炉清洗维修,造成严重的经济损失。在电站锅炉中,炉膛与大屏过热器的结焦严重时可达几吨至几十吨,一旦坠落,轻则灭火,重则导致锅炉爆炸,甚至造成人员伤亡等恶性事故。

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